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[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
姚东良 彭德元 王振华 秦红灵 刘毅 张俊忠
选取第四纪红土发育水稻土，在0%(厌氧)、10%(兼性厌氧)和21%(好氧)等3个O_2体积分数及40%和60%2种土壤含水量条件下进行室内培养，探讨O_2含量对土壤N_2O排放及narG型反硝化微生物种群丰度和群落组成的影响。结果表明：40%和60%2种土壤含水量条件下，厌氧处理的N_2O排放通量均最高，且60%土壤含水量处理下的N_2O排放通量略高于40%土壤含水量处理的；方差分析表明，相比于土壤含水量，O_2含量是制约土壤中N_2O排放更关键的因子；微生物narG基因丰度与O_2含量呈极显著(P<0.01)负相关，与N_2O排放通量和土壤NO_3––N消耗质量分数呈极显著(P<0.01)正相关，与土壤含水量呈正相关，但不显著；O_2含量和含水量均会造成土壤narG型反硝化微生物群落组成差异，40%土壤含水量处理，OTU1882(Pseudolabrys)、OTU1510(分枝杆菌属)的占比较大，60%土壤含水量处理，OTU1593(地杆菌属)的占比较大，当土壤含水量一定时，同一培养时间厌氧处理的优势OTU1882和OTU1510相对丰度偏低，且变化幅度较大，其相对丰度与N_2O排放通量呈负相关，其中OTU1882的影响显著(P<0.05)。可见，土壤O_2含量通过调控土壤微生物的narG基因丰度和群落组成而调控N_2O的排放。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
姚东良 彭德元 王振华 秦红灵 刘毅 张俊忠
选取第四纪红土发育水稻土，在0%(厌氧)、10%(兼性厌氧)和21%(好氧)等3个O_2体积分数及40%和60%2种土壤含水量条件下进行室内培养，探讨O_2含量对土壤N_2O排放及narG型反硝化微生物种群丰度和群落组成的影响。结果表明：40%和60%2种土壤含水量条件下，厌氧处理的N_2O排放通量均最高，且60%土壤含水量处理下的N_2O排放通量略高于40%土壤含水量处理的；方差分析表明，相比于土壤含水量，O_2含量是制约土壤中N_2O排放更关键的因子；微生物narG基因丰度与O_2含量呈极显著(P<0.01)负相关，与N_2O排放通量和土壤NO_3––N消耗质量分数呈极显著(P<0.01)正相关，与土壤含水量呈正相关，但不显著；O_2含量和含水量均会造成土壤narG型反硝化微生物群落组成差异，40%土壤含水量处理，OTU1882(Pseudolabrys)、OTU1510(分枝杆菌属)的占比较大，60%土壤含水量处理，OTU1593(地杆菌属)的占比较大，当土壤含水量一定时，同一培养时间厌氧处理的优势OTU1882和OTU1510相对丰度偏低，且变化幅度较大，其相对丰度与N_2O排放通量呈负相关，其中OTU1882的影响显著(P<0.05)。可见，土壤O_2含量通过调控土壤微生物的narG基因丰度和群落组成而调控N_2O的排放。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
梁东丽 吴庆强 李生秀 EMTERYD Ove
用乙炔抑制原状土柱和模拟土柱法,研究了包括水分、碳源、氮源以及反硝化的主要决定因子水分干湿交替对土壤N2O排放量的影响。结果表明,影响旱地土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质,在碳源充足时,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子;两种氮源相比较,在一定的碳含量和水分条件下,土壤N2O排放量并不随NO3--N加入量的增加而增大,最大N2O排放量发生在氮源加入量为300 mg/kg时;而当氮源为NO2--N时,土壤N2O排放量随NO2--N加入量的增加而增大,最大排放量为NO2--N为450 mg/kg处理。在同等土壤水分条件下,土壤由湿变干过程中产生的N2O通量高于土壤由干变湿过程...
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
秦红灵 陈安磊 盛荣 张文钊 邢肖毅 魏文学
氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,对全球气候变化具有显著影响。稻田是重要的N_2O排放源,追踪稻田N_2O产生及排放关键过程的微生物调控机制,可以为农田土壤氮素循环研究以及稻田N_2O减排提供有价值的信息。微生物调控的硝化作用和反硝化作用是稻田N_2O排放的主要来源。基于此,我们在过去十年的研究中,依托中国科学院桃源农业生态试验站,以水稻田淹水-落干和施肥为关键过程,从水稻根际、土层深度、反应底物浓度等方面探明了土壤硝化反硝化过程和N_2O排放特征及其微生物调控机制;提出了开发稻田土壤微生物资源,提高土壤N_2O消纳能力的可能策略;构建了可以有效降低稻田氮素损失和N_2O排放的基于化肥一次性深施的减氮控磷施肥技术,并在实际农业生产中进行了示范推广。本文对上述研究取得的成果,以及国内外相关研究结果进行了全面综述。结合分子生物技术在土壤科学研究中的应用,今后的研究工作将会从以下几个方面开展:1)解析土壤微生物与土壤生产力和生态环境之间的关系;2)在基因组和转录组水平构建农田土壤碳氮循环功能微生物分析平台;3)解析土壤微生物分布与生态功能之间的关联机制;4)根系—土壤—微生物之间的协同机制以及植物—内生菌—土壤微生物之间相互影响的分子机制;5)加强对实用技术的研发,把基础研究成果转化为生产力,服务农业生产和生态文明建设。
[期刊] 华北农学报
[作者]
刘小林 林丽 刘佳妮 陈泽斌 余磊 刘桂华 徐胜光
旨在探讨光照和施氮量对水稻根、叶际N_2O排放的作用机制。采用水培方法,在小型光控培养箱内进行,将水稻(品种为培杂泰丰)地上部和地下部严格分隔在试验装置内室和外室条件下,用气相色谱法测定水稻根、叶际排放的N_2O量。首先进行了室内弱光(8:00-18:00, 4 000 lx)、NH_4NO_3为氮源条件下,不同生育期(如分蘖期、开花结实期、成熟衰老期)的水稻在不同施氮量(低氮,30 mg/L;中氮,60 mg/L;高氮,90 mg/L))情况下的试验。在此基础上,进行了弱光(4 000 lx)、强光(8 000 lx)和自然光的不同光照条件下的脱氮(0 mg/L)、低氮(30 mg/L)、高氮(90 mg/L)试验。弱光试验条件下,低氮(30 mg/L)、中氮(60 mg/L)、高氮(90 mg/L)处理的水稻分蘖期叶际及根际N_2O排放通量分别为34.9,42.4,98.3μg/(m~2·h)和29.6,79.6,246.1μg/(m~2·h),随着施氮量增加,水稻根、叶际N_2O排放显著增强(P0.05)。弱、强光及自然光条件下,脱氮、低氮、高氮处理的水稻根际N_2O排放通量分别为3.3,77.1,308.4μg/(m~2·h),14.1,45.6,182.4μg/(m~2·h)和19.3,44.9,224.6μg/(m~2·h),强光、自然光照下脱氮与低氮处理间水稻根际N_2O排放差异亦不显著(P>0.05)。弱光条件下,供氮范围内随着施氮量的增加,水稻根、叶界面N_2O排放通量随之增强;但对比弱光试验,相同供氮(1N、3N)水平条件下强光、自然光有抑制水稻根际N_2O排放作用,且强光、低氮(1N)的协同作用限制水稻根、叶际N_2O排放的效果显著。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李平 郎漫
【目的】明确好气条件下硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献,比较温度变化对两个过程排放贡献的影响。【方法】通过室内好气培养试验(60%WHC),采用15N同位素标记技术测定林地和草地土壤在10℃和15℃下铵态氮、硝态氮和N2O的15N丰度,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】好气培养条件下,林地和草地土壤中的硝化作用和反硝化作用同时发生,硝化作用对N2O排放的贡献为53.1%―72.0%,是N2O排放的主要过程。培养期间林地土壤中反硝化过程对N2O排放的平均贡献为44.9%,显著大于草地土壤(28.9%),而硝化过程对N2O排放的平均贡献为55.1%,显著小于草地土壤(...
关键词：
硝化 反硝化 N2O 15N 林地 草地
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
焦燕 黄耀 宗良纲 周权锁
采用苏南、苏中和苏北的 5种类型水稻土 (共 1 0个土样 )进行室外盆栽试验 ,研究稻田土壤秸秆施用对后季麦田N2 O排放的影响。试验组土壤施小麦秸秆 (每盆 1 0g)和化肥 ,对照组仅施化肥。结果表明 :在相同的气候及基本相同的水分含量条件下 ,有 6个 (江宁A1、宜兴B1和B3、宝应C3、仪征D3、六合E2 )土样的N2 O排放量较对照增加 ,增加量为 2 4 3～ 71 3μg·m-2 ·h-1 ;宝应 (C5 )和仪征 (D2 )土样N2 O排放量较对照减少 1 1 2和 79 3μg·m-2 ·h-1 ;而江宁(A3)和六合 (E4 )的增加量不明显。单相关分析表明 ,影...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴玉洁 孙亚娇 郭昕晔 黄楷淇 张翰喆 张树兰
【目的】研究生物炭对氮肥硝化过程中硝态氮、铵态氮含量及N_2O、NH_3排放的影响,为提高肥料氮的利用率、减少氮损失提供参考。【方法】在陕西关中地区,采集小麦-玉米轮作大田耕层0～20 cm土壤,采用室内培养试验,在供试土娄土中分别添加麦秸和烟秆生物炭,同时施用氮肥尿素,施氮量90 kg/hm~2,每种生物炭添加量设3个水平(0(对照)和15,30 Mg/hm~2),试验共计6个处理,测定尿素硝化过程中不同处理土壤硝态氮、铵态氮含量以及N_2O、NH_3排放通量的动态变化。【结果】与对照相比,添加两种生物炭均可以降低土壤铵态氮和硝态氮含量,显著抑制尿素的硝化作用,其中高量麦秸生物炭的抑制作用更明显,烟秆生物炭较麦秸生物炭的抑制作用更强。添加烟秆生物炭和麦秸生物炭均可以增加尿素硝化过程中N_2O排放通量以及总排放量,而且高量烟秆生物炭处理的N_2O总排放量显著高于低量烟秆生物炭处理。与对照相比,两种生物炭之间NH_3总排放量无显著变化,表明土娄土中添加生物炭对尿素硝化过程中氨的挥发无显著影响。【结论】在土娄土中施用生物炭有增加温室气体N_2O排放的风险,建议采用改性生物炭或采取相应的其他措施减少N_2O的排放。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
高琳 王立为 潘志华 徐慧 杨书运 李玉婷
培养筛选出一种能够将土壤中铵态氮转化为微生物氮，减少硝态氮形成及Ｎ＿２Ｏ排放的巨大芽孢杆菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ，并通过小麦盆栽试验探索该微生物抑制土壤Ｎ＿２Ｏ排放的效果。结果显示：１）高氮肥浓度下，Ｂ．ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ提高土壤中活性微生物数量、种群的相对丰度，降低高浓度氮肥对土壤微生物生长繁殖的抑制作用。２）Ｂ．ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ降低土壤中硝化菌（ＮｉｔｒＯｓｐｉｒａｅ）的相对丰度，继而减少硝态氮的形成。３）施加Ｂ．ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ后土壤Ｎ＿２Ｏ排放通量整体小于普通氮肥处理。试验期间Ｂ．ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ处理的Ｎ＿２Ｏ累积排放量较相同氮肥水平下普通氮肥减少４％～５．．．
关键词：
巨大芽孢杆菌 N_2O排放 土壤微生物
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张梦阳 夏浩 吕波 丛铭 宋文群 姜存仓
【目的】氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,是全球氮循环的关键环节。本试验旨在研究在我国不同类型土壤中添加花生壳生物炭对细菌和氨氧化作用的影响,为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】试验以黄棕壤、潮土、黑土为供试土壤,通过短期培养试验,利用16SrRNA测序研究生物炭对不同类型土壤氨氧化微生物、细菌群落结构以及相关酶基因表达量的影响。每种土壤设置4个处理:CK(不施用化肥和生物炭),F(单施化肥),C(单施2%花生壳生物炭),FC(施用化肥+2%花生壳生物炭)。【结果】施用生物炭后(C、FC)酸性土壤pH显著提高了0.5—1.0个单位,但碱性土壤pH显著降低了0.5—0.6个单位;单施生物炭(C)造成黄棕壤的微生物丰富度和多样性显著提高,潮土在单施生物炭(C)时仅显著提高了土壤的微生物多样性指数,在黑土中施用生物炭和化肥都未显著改变土壤微生物的丰富度和多样性;在3种土壤中氨氧化细菌的丰度皆高于氨氧化古菌,测得的氨氧化细菌的OTU丰度约为氨氧化古菌的8.1倍;生物炭和化肥并未显著改变奇古菌门中的OTU丰度,却对β和γ变形菌中的OTU丰度产生了显著性影响;3种土壤的氨氧化细菌都以β变形菌为主,约占60%;另外,生物炭的施用(C、FC)在PC1(40.4%)上显著改变了黄棕壤的微生物群落结构,在PC1(42.3%)和PC2(21.3%)上都显著改变了潮土的微生物群落结构;施用生物炭后(C、FC),短期内潮土中氨合成相关酶基因表达量显著降低14.7%—39.9%,氨氧化古菌丰度在单一施炭(C)和化肥与生物炭同施(FC)时分别降低了70.5%和48.7%。【结论】施用生物炭后,短期内显著改变了黄棕壤和潮土的微生物群落结构,并明显抑制了潮土的氨氧化作用。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张闻汉 陈照明 张金萍 林海忠 何杰 张耿苗 赵钰杰 王强 马军伟
【目的】为探究硝化抑制剂对土壤硝化作用及氧化亚氮(N_2O)排放的影响。选取水稻土为研究对象，采用微宇宙培养，研究尿素配施硝化抑制剂[3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)]对水稻土pH、无机氮、N_2O排放以及氨氧化微生物的影响。【方法】设置不加尿素和硝化抑制剂(ck)、单施尿素[氮(N)200 mg·kg_(–1),U]、尿素+DMPP (添加量为氮量的1%,DMPP)和尿素+CP (添加量为氮量的2%,CP) 4个处理。【结果】添加硝化抑制剂可以显著提高土壤pH(P<0.05)。与ck相比，施用尿素显著增加了土壤铵态氮NH_(4+)-N质量分数(P<0.05)，而两者之间硝态氮(NO_(3–)-)N质量分数无显著差异。DMPP和CP处理的NO_(3–)-N质量分数处于较低水平，且2个处理的净硝化速率都显著低于ck和U处理(P<0.05)，有明显的硝化抑制效果。与ck相比，施用尿素显著提高了土壤N_2O排放(P<0.05)，而配施硝化抑制剂显著降低了N_2O的累积排放(P<0.05)，说明土壤pH、AOB丰度和NO_3–-N质量分数是影响土壤N_2O排放的关键因素。【结论】在中性水稻土中，AOB主导了土壤N_2O的排放和硝化作用，DMPP和CP可通过有效降低AOB丰度来抑制硝化作用和减少N_2O排放。图4表3参34
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
曲东 贺江舟 孙丽蓉
采用厌氧恒温培养试验,比较了4种水稻土中氧化铁的微生物还原状况。结果表明,4种不同来源水稻土中Fe( )生成量有较大差异,其中吉林和四川水稻土中铁还原迅速,而江西和广东水稻土相对较慢;还原反应达到平衡时的Fe( )积累量及铁还原快速期的平均反应速率由土壤中氧化铁的数量决定,并与无定形氧化铁和游离氧化铁的数量有关;4种水稻土中可还原铁占全铁及游离氧化铁的比例分别为7.73%～21.6%及10.0%～74.6%;广东水稻土的铁还原90%是利用无定型铁,而在四川和江西水稻土中,近乎50%的铁还原来自于晶体氧化铁;升高温度可促进土壤中Fe( )产生量,并且吉林水稻土对温度的响应最敏感;不同土壤的铁还...
关键词：
水稻土 铁还原 反应速率
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
袁颖红 李丽 芮绍云 周际海 刘贵军 张文锋 黄欠如 成艳红
采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙,探究生物质炭和过氧化钙对旱地红壤CH_4、CO_2和N_2O排放及微生物活性的影响。本试验共设置4个处理,即CK(对照)、Ca(过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))、C(生物质炭,21.46 g·kg~(-1))、C+Ca(生物质炭,21.46 g·kg~(-1);过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))。结果表明:生物质炭和过氧化钙单施能够减少CO_2和N_2O通量,配施(C+Ca)对CH_4、CO_2和N_2O气体减排的效果更显著;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出改良剂对温室效应具有明显的减轻作用。生物质炭和过氧化钙在一定程度上增加土壤pH、土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量。土壤中添加生物质炭和过氧化钙均可以提高蔗糖酶、淀粉酶以及脲酶活性,其中配施(C+Ca)效果最好。因此,生物质炭和过氧化钙配施能够有效降低旱地红壤温室气体的排放量,对旱地红壤的减排可以起到一定作用。
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